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LED的电学特性、光学特性及热学特性
  时间:2010-1-27  11:37:22    来源:LEDinside    作者:  浏览
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  B.发光峰值波长及其光谱分佈

  LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同,绘成一条分佈曲线——光谱分佈曲线。当此曲线确定之后,器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。

  LED的光谱分佈与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构(外延层厚度、掺杂杂质)等有关,而与器件的几何形状、封装方式无关。

  C. LED 光谱分佈曲线

  1蓝光InGaN/GaN 2 绿光 GaP:N 3 红光 GaP:Zn-O

  4 红外GaAs 5 Si光敏光电管 6 标准钨丝灯

  ① 是蓝色InGaN/GaN发光二极体,发光谱峰λp = 460~465nm;

  ② 是绿色GaP:N的LED,发光谱峰λp = 550nm;

  ③ 是红色GaP:Zn-O的LED,发光谱峰λp = 680~700nm;

  ④ 是红外LED使用GaAs材料,发光谱峰λp = 910nm;

  ⑤ 是Si光电二极体,通常作光电接收用。

  由图可见,无论什麼材料制成的LED,都有一个相对光强度最强处(光输出最大),与之相对应有一个波长,此波长叫峰值波长,用λp表示。只有单色光才有λp波长。

  谱线宽度:在LED谱线的峰值两侧±△λ处,存在两个光强等于峰值(最大光强度)一半的点,此两点分别对应λp-△λ,λp+△λ之间宽度叫谱线宽度,也称半功率宽度或半高宽度。

  半高宽度反映谱线宽窄,即LED单色性的参数,LED半宽小于40 nm。

  主波长:有的LED发光不单是单一色,即不仅有一个峰值波长;甚至有多个峰值,并非单色光。为此描述LED色度特性而引入主波长。主波长就是人眼所能观察到的,由LED发出主要单色光的波长。单色性越好,则λp也就是主波长。

  如GaP材料可发出多个峰值波长,而主波长只有一个,它会随着LED长期工作,结温升高而主波长偏向长波。

  D.光通量

  光通量F是表征LED总光输出的辐射能量,它标志器件的性能优劣。F为LED向各个方向发光的能量之和,它与工作电流直接有关。随着电流增加,LED光通量随之增大。可见光LED的光通量单位为流明(lm)。

  LED向外辐射的功率——光通量与芯片材料、封装工艺水准及外加恒流源大小有关。目前单色LED的光通量最大约1 lm,白光LED的F≈1.5~1.8 lm(小芯片),对于1mm×1mm的功率级芯片制成白光LED,其F=18 lm。

  E.发光效率和视觉灵敏度

  ① LED效率有内部效率(pn结附近由电能转化成光能的效率)与外部效率(辐射到外部的效率)。前者只是用来分析和评价芯片优劣的特性。

  LED光电最重要的特性是用辐射出光能量(发光量)与输入电能之比,即发光效率。

  ② 视觉灵敏度是使用照明与光度学中一些参量。人的视觉灵敏度在λ = 555nm处有一个最大值680 lm/w。若视觉灵敏度记为Kλ,则发光能量P与可见光通量F之间关系为 P=∫Pλdλ ; F=∫KλPλdλ

  ③ 发光效率——量子效率η=发射的光子数/pn结载流子数=(e/hcI)∫λPλdλ

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